Future area expansion outweighs increasing drought risk for soybean in Europe.

The European Union is highly dependent on soybean imports from overseas to meet its protein demands. Individual Member States have been quick to declare self-sufficiency targets for plant-based proteins, but detailed strategies are still lacking. Rising global temperatures have painted an image of a bright future for soybean production in Europe, but emerging climatic risks such as drought have so far not been included in any of those outlooks. Here, we present simulations of future soybean production and the most prominent risk factors across Europe using an ensemble of climate and soybean growth models. Projections suggest a substantial increase in potential soybean production area and productivity in Central Europe, while southern European production would become increasingly dependent on supplementary irrigation. Average productivity would rise by 8.3% (RCP 4.5) to 8.7% (RCP 8.5) as a result of improved growing conditions (plant physiology benefiting from rising temperature and CO2 levels) and farmers adapting to them by using cultivars with longer phenological cycles. Suitable production area would rise by 31.4% (RCP 4.5) to 37.7% (RCP 8.5) by the mid-century, contributing considerably more than productivity increase to the production potential for closing the protein gap in Europe. While wet conditions at harvest and incidental cold spells are the current key challenges for extending soybean production, the models and climate data analysis anticipate that drought and heat will become the dominant limitations in the future. Breeding for heat-tolerant and water-efficient genotypes is needed to further improve soybean adaptation to changing climatic conditions.

Eficiência climática para as culturas da soja e do trigo no estado do Rio Grande do Sul em diferentes datas de semeadura / Climatic efficiency for soybean and wheat crops in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, in different sowing date

Eficiência climática (EC) é um índice que demonstra em termos quantitativos a redução produtiva ocasionada pelo déficit hídrico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a EC das culturas da soja e do trigo para o estado do Rio Grande do Sul, considerando-se diferentes locais e datas de semeaduras. A EC foi obtida pela relação entre as produtividades atingível (PA) e potencial (PPf), estimadas por meio de modelos de simulação. A PA foi obtida pela estimativa da PPf, a qual foi determinada pelo método de Zona Agroecológica da FAO, deflacionada pelo déficit hídrico em cada uma das fases das culturas para cada data de semeadura, entre os anos de 1979 e 2008. Os resultados evidenciaram que as datas de semeadura influenciam a EC para a cultura da soja, a qual variou de 0,31 a 0,61. Com base nos resultados de EC e PA, há um ganho de produtividade com o atraso da semeadura de 01/10 para 21/12. Para a cultura do trigo, a EC média foi superior a 0,81, o que leva a concluir que se deve optar por datas de semeadura em que há maior PPf. As maiores PPf para o trigo são obtidas nas semeaduras a partir de meados do mês de junho ao final do mês de julho.

Climatic efficiency (EC) is an index that shows the yield loss caused by water deficiency. The objective of this study was to evaluate the EC of soybean and wheat crops for the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The EC was obtained by the ratio between the attainable yield (PA) and potential yield (PPf) of these crops, estimated by crop simulation models. The PA was obtained by estimating the potential yield (PPf), which was determined by the FAO Agroecological Zone method, depreciated by the water deficit in each crop phenological phase for each sowing date, between 1979 and 2008. The results showed that sowing dates influenced the EC for the soybean crop, ranging from 0.31 to 0.61. Based on the results from EC and PA, there is an increase of crop yield when sowings are delayed from 01/10 to 21/12. For the wheat crop, the average EC was greater than 0.81, which allows to conclude that the best sowing dates should be chosen considering the highest PPf. The highest potential yields for the wheat crop were obtained for sowings from mid-June to end July.

Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência nas localidades de Frederico Westphalen e Palmeira das Missões, RS / Perfomance of methods for estimating reference evapotranspiration in the municipalities of Frederico Westphalen and Palmeira das Missões, State of Rio Grande do Sul, Brazil

A estimativa da evapotranspiração de referência (ETo), usada no balanço hídrico, possibilita quantificar o armazenamento de água no solo, auxiliando no manejo da irrigação. O objetivo do trabalho foi comparar métodos mais simples de estimativa da evapotranspiração de referência com o método Penman-Monteith (FAO), nas escalas diária e de 5, 10, 15 e 30 dias, e mensal, para os municípios de Frederico Westphalen e Palmeira das Missões, no RS. Os métodos avaliados tenderam a melhorar a eficiência com o aumento da escala temporal de estudo, mantendo o mesmo desempenho para ambas as localidades. Os maiores e menores valores de ETo ocorreram nos meses de dezembro e junho, respectivamente. A maioria dos métodos subestimou os valores de ETo. Em qualquer escala temporal, os métodos de Makking e da Radiação FAO24 podem substituir o modelo de Penman-Monteith.

The estimation of reference evapotranspiration (ETo), used in water balance, allows to determine soil water content, assisting on irrigation management. The present study aimed to compare simple ETo estimating methods with the Penman-Monteith (FAO), in the folowing time scales: daily, 5, 10, 15 and 30 days and monthly in the counties of Frederico Westphalen and Palmeira das Missões, in the Rio Grande do Sul state, Brazil. The methods tested had their efficiency improved by increasing the time scale of analysis, keeping the same performance for both locations. The highest and lowest ETo values occurred in December and June, respectively. Most methods underestimated ETo. For any of the time scales Makking and Radiaton FAO24 methods can replace the Penman-Monteith for estimating ETo.

Eficiência agrícola da produção de soja, milho e trigo no estado do Rio Grande do Sul entre 1980 e 2008 / Agricultural efficiency of soybean, corn and wheat production in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, between 1980 and 2008

Eficiência agrícola (EA) é utilizada como indicador do nível de desenvolvimento agrícola regional, expressando, por meio da relação entre as produtividades real e atingível, o nível tecnológico empregado nas culturas. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi avaliar a EA das culturas da soja, do milho e do trigo para o estado do Rio Grande do Sul, entre os anos de 1980 e 2008, identificando os principais fatores que as condicionaram. A EA foi obtida pela relação entre a produtividade atingível (PA) e a real (PR). A PR foi obtida junto ao banco de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A PA foi obtida pela estimativa da produtividade potencial (PPf), pelo método de Zona Agroecológica da FAO, deflacionada pelo déficit hídrico em cada uma das fases da cultura. Verificou-se que as EAs médias para as culturas do milho, da soja e do trigo para o RS foram iguais a 54, 61 e 43 por cento, respectivamente. Nas localidades de Santa Rosa, São Borja e Veranópolis, a EA para a soja foi, ao contrário das demais localidades, negativa. Os principais fatores que contribuíram para o aumento da EA, na maioria das localidades, foram: mudanças no uso e fertilidade do solo; uso de mecanização agrícola; preços pagos pelas commodities; investimentos em pesquisa e desenvolvimento; adoção do zoneamento de risco climático; e melhoramento genético.

Agricultural efficiency (EA) is used as an indicator of the level of regional agricultural development, reflecting, by mean of the ratio between actual and achievable yields, the crop technology level. Based on that, the objective of this study was to evaluate the EA for soybean, corn and wheat crops in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, between 1980 and 2008, identifying the main factors which conditioned it. EA was obtained by the relationship between the achievable yield (PA) and actual crop yield (PR). PR was obtained from the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE) data base. PA was obtained by estimating the potential yield (PPf) with the FAO Agroecological Zone method, penalized by the water deficit for each crop phase. Average EAs for corn, soybean and wheat crops were 54, 61 and 43 percent, respectively. On the contrary of the majority of location, in Santa Rosa, São Borja and Veranópolis EA values were negative for soybean crop. The main factors that contributed to the increase of EA, in the majority of the locations, were: change on the soil use and fertility; use of agricultural machinery; prices paid for commodities; investments in research and development; climatic risk zoning; and plant breeding.